От чего идет саморазряд аккумулятора

Саморазряд у аккумуляторов: Автомобильных, Литий Ионных и Щелочных

Часто автовладельцы не могут завести транспортное средство по причине саморазряда аккумулятора. Этот процесс является естественным и происходит как по внешним, так и по внутренним причинам.

Что такое саморазряд аккумулятора

Выпускаясь с завода производителя АКБ рассчитана на определенную емкость и некоторое количество получаемого электричества. Но в процессе хранения батареи без эксплуатации, начинается растворение отрицательного электрода. Выделяется водород, а АКБ теряет заряд электрического тока.

На положительном, этот процесс происходит за счет растворения оксида металла в серной кислоте. Но здесь он менее выражен.

Разряд аккумуляторной батареи может быть:

• нормальным, когда в течении пятнадцати дней АКБ теряет менее 10 процентов своей максимальной емкости;
• электролитный. Когда разрушаются пластины, а частицы износа оседают на дно. Эти частицы могут замыкать пластины и спровоцировать разряд;
• эксплуатационный. На батарее собирается пыль, пропитанная влагой или антифризом, которая создает мост между электродами. При данном процессе автовладелец может не ощущать, что происходит разряжение АКБ, но оно есть.

На этот процесс влияет также температура, например, на сильном холоде или жаре темп, происходящего внутри батареи растворения электрода, может увеличиваться.

На саморазряд могут оказывать влияние, включенные приборы в прикуриватель, когда в машине никого нет в течении длительного времени, автомобильные часы и т.д.

Чем он опасен и к чему может привести

Любой тип саморазряда приводит к потере емкости, снижению электрического тока при включении зажигания, к ухудшению общих свойств АКБ автомобиля. Это происходит из-за следующих причин, которые появляются в процессе:

• глубокий разряд батареи отнимает у нее по 3 процента общей емкости. При 10 глубоких разрядах потеря емкости составит 30 процентов. При этих данных автовладелец не сможет завести транспортное средство;
• при окислении разрушаются стенки пластин. Опять же батарея не сможет накапливать электрический ток, в результате она станет непригодна для использования.

Пониженный напряжение не позволит зарядить АКБ. В результате процент заряда заполнится только наполовину. Это очень опасно в холодное время года. Сульфатация пластин в таких условиях происходит быстрее. Еще одной опасностью недозаряженной АКБ является замерзание в сильные морозы, так как плотность сильно понижена.

А также не должно происходить повышенной утечки напряжения. Из-за этого процесса уменьшается емкость, а пластины осыпаются. Автовладелец может определить, что начался процесс осыпания пластин, по темному цвету электролита.

Внимание! Не рекомендуется прикуривать АКБ от нестандартных устройств. В таких случаях возможен взрывы моноблока или деформация пластин.

Какие аккумуляторы подвержены саморазряду

Саморазряду подвержены не только АКБ на авто. Естественный разряд происходит как у обычных батареек на часы или пульты дистанционного управления, так и у щелочных, кислотных, литий-ионных, ni-cd и ni-mh.

Самыми идеальными условиями для хранения считаются «сухой» способ. Батарея не заливается электролитом. Процесса окисления не происходит. А значит шанс купить уже наполовину разряженный АКБ уменьшается.

Важно! При покупке необходимо обращать внимание на дату производства.

У каких аккумуляторов самый низкий уровень саморазряда

Как уже было сказано в прошлом блоке, аккумуляторы без электролита не имеют ограниченного срока хранения. Но сейчас так батареи производители уже не хранят.

Поэтому с самым низким естественным саморазрядом будут АКБ со свинцово-кальциевым сплавом. Они изготавливаются в виде необслуживаемых устройств.

В таких батареях используется только чистая кислота и дистиллированная вода. В электролит производителем добавляются различные ингибиторы. Такие АКБ имеют увеличенный срок службы.

Как замерить уровень саморазряд

При покупке аккумулятора или после долгого хранения необходимо проверить напряжение и емкость. Автовладелец может сделать это следующим способом:

1. Взять мультиметр и перевести ручку в положение Вольтметра или «V».
2. Один из двух щупов устройства приложить к клемме.
3. Другим провести по корпусу.
4. При утечке электрического тока, аппарат покажет, что присутствует напряжение на корпусе. Это происходит из-за загрязнения или подтеков электролита.

Чтобы измерить силу тока в аккумуляторе автовладельцу нужно будет сделать следующее:

1. Перевести ручку мультиметра в положение измерения силы тока.
2. Выставить на максимальное значение – 10 Ампер.
3. Одним щупом прикоснуться к минусовой клемме.
4. Удерживая первый щуп на клемме, вторым прикоснуться к положительной клемме на батарее.
5. Дисплей мультиметра покажет максимальное значение силы тока, которое выдает аккумулятор при работе.

На рабочей АКБ значение будет равно 0,02 – 0,06 Ампера. В этом случае сильного разряда не происходит. Если же аккумулятор где-то пропускает ток, то цифра на дисплее поднимется. Автовладельцу в этом случае нужно будет найти место утечки заряда и ликвидировать.

Для этого необходимо отключить все питающиеся электрическим током от АКБ устройства в машине. Проверить еще раз. Если значение пришло в норму, то батарея – рабочая. Если нет – искать другие причины утечки.

Какой уровень саморазряда является нормой

Саморазряд при нормальных условиях должен составлять 1 процент потери от полной емкости батареи в первые дни. По истечении 60 дней может наступить глубокий разряд батареи. А через сто сорок дней электрический заряд может полностью исчезнуть.

Нормальными условиями хранения считаются:

• температура не выше 20 градусов по Цельсию со знаком плюс и не ниже + 15С;
• сухое помещение;
• на поверхности между электродами отсутствует грязь, пыли и другие элементы, которые могут создать условия для быстрого разряда батареи.

Если АКБ был в употреблении, то для таких устройств нормой считается 2 процента потери. При совсем плохом аккумуляторе – 4 процента утечки тока за ночь.

Обратите внимание! Если АКБ не используется, то лучше его иногда подзаряжать во избежание полного разряда.

Что делать при уровне саморазряда выше нормы

Чтобы избавиться от признаков саморазряда во время стоянки АКБ на хранении нужно соблюдать следующие правила:

• поддерживать чистоту корпуса;
• доливать дистиллированную воду;
• вытирать насухо АКБ, если нечаянно был пролит электролит;
• перед отсоединением от авто обязательно зарядить по максимуму;
• проверять напряжение один раз в 30 суток.

При повышенном уровне саморазряда, чтобы его снизить также применяют описанные выше процедуры. К тому же запрещается эксплуатировать батареи, у которых заряд ниже 75 процентов в холодное время года. А летнее время – ниже 50 процентов.

Если не соблюдать любое из описанных правил, то это приведет к полному разряду аккумуляторной батареи. Запустятся необратимые процессы, после которых восстановить батарею будет невозможно.

Заряжать необходимо малыми токами. Таким образом автовладелец увеличит глубину и степень заряда. Например, если емкость батареи равно 60 ампер в час, то необходим ток в 6 А для зарядки.

Остались вопросы или есть что добавить? Тогда напишите нам об этом в комментариях, это позволит сделает материал более полным и точным.

Источник

Почему разряжается АКБ и как предотвратить саморазряд?

Бездействие машины сопровождается потерей ёмкости источника питания. Саморазряд автомобильного аккумулятора представляет собой неизбежное явление, вызванное как внутренними, так и внешними причинами. Скорость процесса бывает разной, причём во многом она зависит от обслуживания. Повлиять на него возможно и рекомендуется это делать для сохранения работоспособности батареи.

Что такое саморазряд и основные факторы его возникновения

Изначально АКБ при производстве рассчитан на определённую ёмкость или максимальное количество получаемого электричества. Когда внешняя цепь разомкнута, то есть прибор не эксплуатируется и находится вне автомобиля, эта характеристика ухудшается. С точки зрения химических реакций саморазряд аккумулятора — это результат растворения свинца положительного электрода с выделением водорода, сопровождающийся потерей электрического заряда. На катоде явление менее выражено и происходит из-за взаимодействия серной кислоты с оксидом металла. Сопровождается последнее выделением кислорода. Причины саморазряда аккумулятора заключены в его собственном устройстве. Это значит, что процесса не избежать. Изменить возможно только его время протекания. Скорость расхода энергии зависит от нескольких условий:

• Длительное хранение вне автомобиля увеличивает ток саморазряда.
• Примеси и загрязнения в рабочей жидкости способствуют растворению свинца на положительной пластины. Чаще всего причиной тому служит использование недистиллированной воды.
• Эксплуатируемый более трёх лет аккумулятор разряжается быстрее нового.
• Температура выше +5°С способствует дополнительной потере энергии.
• Наиболее частые причины утечек на приборы – это загрязнения и влага корпуса АКБ.
• Разрушение электродов.

Что такое саморазряд автомобильного аккумулятора

Бесконечное количество времени АКБ не может находиться в готовности для запуска мотора. Это связано с особенностями проходящих внутри физико-химических явлений. Со временем происходит саморазряд под капотом автомобильного аккумулятора, поэтому без восстановления он будет выдавать всё меньшие показатели.

Явление саморазряда представляет собой в химическом плане растворение свинца на положительном электроде (с параллельным выделением водорода) при потере электрического заряда источника питания.

Серная кислота при саморазряде на отрицательно заряженном электроде взаимодействует с оксидом свинца. Процесс сопровождается выделением газообразного кислорода. Полностью избавиться от постепенной потери заряда в кислотно-свинцовых батареях не удастся, но в определённых обстоятельствах получается существенно продлить во времени скорость протекания реакции.

На расход энергии оказывают влияние такие факторы:

1. Период активной эксплуатации АКБ. Для источников питания, работающих более трёх лет, риск саморазряда существенно повышается.
2. Длительность хранения вне машины и подключения к бортовой сети повышает ток саморазряда.
3. Используемые примеси и механический/химический мусор, провоцирующий растворение свинцовых элементов на плюсовом контакте. Виновником может являться недистиллированная вода, которую вливали для поднятия уровня электролита в банках.
4. Энергия теряется активнее при повышении температуры более +50 С.
5. Частыми причинами, приводящими к возникновению утечек, бывают увлажнение и загрязнения, появляющиеся на корпусе батареи.
6. Механическое и физическое разрушение свинцовых электродов.

Как лучше хранить аккумулятор?

Содержать источник питания в помещении можно двумя способами. Первый – «сухой». Аккумулятор не заправляется электрохимической жидкостью. Недостаток один – окисление свинца пластин от воздуха и влаги. Происходит это медленнее, чем процессы в залитой раствором АКБ. При таких условиях хранение легче и продлевается срок службы прибора. Предназначен такой метод для обслуживаемых батарей. Второй – «мокрый». В этом случае источник питания, полностью заправленный электролитом, с максимальным напряжением «запаковывают». Благодаря последнему жидкость не испаряется и при этом не работает. Чаще всего так содержатся аккумуляторы с низким саморазрядом или необслуживаемые. Тут есть ряд минусов.

• Сульфатация анода и катода.
• Вероятность протекания вещества к свинцовым решёткам.
• При длительном бездействии кислота оседает.
• Примеси в элементах.

Типы хранения аккумуляторов

Вообще используют два основных вида хранения, это сухой и мокрый (или заправленный).

• «Сухой» – применяется у обслуживаемых аккумуляторов, это когда батарею не заливают электролитом, а просто хранят что говорится «сухую». В СССР, как считалось, так продлевали ресурс неиспользуемым батареям. В этом есть доля правды, свинец окисляется но очень медленно и срок хранения может вырасти до нескольких лет.
• «Мокрая» или заправленная. В основном применяется на необслуживаемых АКБ. Это когда аккумулятор заливается электролитом, заряжается, «запаковывается» и отправляется на склад или магазин, здесь нет прямого доступа до электрохимической жидкости, однако и испарится она не может. Хранить такой аккумулятор сложнее. Во-первых, если долго не использовать уже заряженную батарею, то возможно оседание серной кислоты в электролите. Во-вторых, проникновение кислоты к свинцовым решеткам через трещины активной массы. В-третьих, при неправильном хранении, возможна сульфатация пластин. В-четвертых, присутствие примесей в пластинах и химически активном веществе.

ТО есть хранить сухую батарею, реально было легче, да возможно окисление пластин (от воздуха и влажности), но эти процессы происходят намного медленнее, чем процессы в заправленных вариантах. Банально за ней нужно следить подзаряжать ее, иначе опять все та же пресловутая сульфатация пластин и вы выкинете новый АКБ, который не правильно хранился. Поэтому дата производства это действительно важно!

Причины саморазряда аккумулятора автомобиля

Бездействующий АКБ сам теряет ёмкость естественным образом за счёт упомянутых ранее реакций. Существуют ещё три типа самопроизвольного разряда аккумулятора. Во-первых, при эксплуатации происходит загрязнение поверхности прибора. Под влиянием влаги или антифриза этот слой соединяет электроды, становясь проводником токов. Величина последних достаточно мала, но при длительном простаивании даже под слабым воздействием разряжается аккумулятор довольно существенно. Во-вторых, анод и катод со временем изнашиваются. В результате образуется осадок из осыпавшейся с них активной массы. При этом разряжается аккумулятор из-за накапливания этого вещества, которое может замкнуть электроды. Такой процесс является естественным следствием работы батареи, поэтому он неизбежен. В-третьих, причиной саморазряда автомобильного аккумулятора становятся неисправные источники. Наличие внешних потребителей снижает ёмкость, если они запитываются за счёт батареи машины постоянно. Это скорее косвенный фактор. Однако, он способен нанести значительный урон, в зависимости от того, за какое время будет использоваться электроэнергия.

Виды и причины саморазряда АКБ

Стоит сказать, что существует два типа саморазряда:

• Поверхностный. Вызван тем, что корпус аккумулятора залит водой или электролитом, измазан грязью и пылью. В результате образуется токопроводящая плёнка, по которой идёт разряд батареи. В этом случае при саморазряде наблюдается малый ток. Устранить его можно чисткой корпуса и клемм. А также нанесением на клеммы различных антикоррозионных смазок, гелей, спреев;
• Внутренний. Этот вид саморазряда вызывается реакциями окисления и восстановления. Они самопроизвольно протекают на положительном и отрицательном электродах.

Нужно отметить, что разряду при хранении аккумулятора больше подвержен минусовой электрод, на котором идёт реакция растворения Pb и выделения водорода. На плюсовом электроде саморазряд идёт менее интенсивно. Там он обусловлен реакцией взаимодействия оксида свинца и серной кислоты из электролита. Одним из продуктов реакции является газообразный кислород. На отрицательном электроде реакция протекает в несколько раз активнее, чем на положительном.

Интенсивность этих реакций на электродах увеличивается при росте плотности электролита. То есть, при увеличении степени заряда автомобильной батареи. Так, если увеличить плотность электролита с 1,29 до 1,32 гр/см3, то интенсивность разряда сразу вырастет на 30─40 процентов.

Внутренний саморазряд автомобильного аккумулятора значительно возрастает, если в электролите находятся посторонние частицы или он имеет низкое качество. Покупайте электролит только в проверенных магазинах. Если готовите его сами, то используйте для этого качественную серную кислоту и дистиллированную воду.

Про влияние температуры на саморазряд уже было сказано выше. При увеличении температуры реакции на электродах становятся более интенсивными, что вызывает рост разряда. Поэтому лучше всего хранить АКБ в холоде полностью заряженной. Кроме того, поверхность корпуса должен быть чистой, чтобы не усугублять ситуацию поверхностным саморазрядом. Можно выделить ещё одну причину разряда разомкнутой автомобильной АКБ. Это разность потенциалов активной массы и токоотводной решётки в рамках одного электрода. Она приводит к возникновению гальванического микроэлемента и при протекании тока PbO2 и Pb превращаются в сульфат свинца.

Аккумуляторы с низким естественным саморазрядом

Даже идеальные условия не смогут ничего сделать с естественным уменьшением ёмкости. Минимальная потеря электроэнергии неизменна. Она зависит исключительно от компонентов элементов прибора. Выходом послужат аккумуляторы с низким саморазрядом. Меньшая скорость процессов в них обусловлена использованием токоотводов с невысоким содержанием сурьмы или её заменой на кальций, что наглядно демонстрирует график.

Важно! В самых лучших условиях хранения потери электроэнергии не избежать. Но его возможно контролировать и уменьшать, если знать что за меры и при каких обстоятельствах рекомендуется принимать. К последним относится проверка напряжения как минимум один раз в месяц. Оно должно быть в пределах нормы. Если обнаружилось падение, то необходимо подзарядить батарею для сохранения её работоспособности.

АКБ со свинцово-кальциевым сплавом изготавливаются в виде необслуживаемых аккумуляторов. Дело в том, что в них снижен ток саморазряда и расход воды в рабочей жидкости. В результате многие производители выпускают приборы без отверстия для долива. Но такой тип требует усиленного контроля за электрооборудованием, так как необходимо поддерживать напряжение. Рабочие растворы без примесей обеспечивают низкий ток саморазряда в источниках питания. В их составе присутствуют только чистая кислота и дистиллированная вода. Это правило действует как при производстве, так и при эксплуатации. Также для уменьшения негативного эффекта в электролит добавляют органические ингибиторы.

Природа саморазряда

Экстремальная жара под капотом, когда двигатель автомобиля заглушен и подзарядки аккумулятора не происходит, приводит к значительному ускорению всех электрохимических реакций, обязательно происходящих в любых источниках питания на химическом принципе. Помните школьные уроки химии — там говорилось об увеличении скорости протекания химических реакций при повышении температуры.

При чем же здесь разрядка аккумуляторов?

В любом аккумуляторе так или иначе с течением времени происходит процесс саморазряда, и как бы нам не хотелось этого избежать, пока такие способы не изобретены, здесь автомобильный аккумулятор отличается конечно от обычной батарейки, лежащей на прилавке магазина годами.. На самом деле контакты (клеммы) аккумулятора не являются изолированными друг от друга на 100%, так как через химические элементы они все равно связаны, и ток, конечно это крохотные единицы мили-Ампер, между ними протекает, постепенно перенося электроны из одного химического элемента в другой. Но с ростом температуры, как мы уже поняли, рост тока обеспечен. Повышение тока, парадоксально, но так же подогревает батарею, и скорость саморазряда ускоряется не линейно, а экспоненциально.

Как утверждают производители аккумуляторов влияние температуры таково, что после 20 градусов Цельсия повышение температуры на каждые 10 градусов увеличивает скорость саморазряда вдвое!

Когда автомобиль находится в движении каждый день, разрядка компенсируется работой генератора автомобиля. Однако, если автомобиль используется реже (выезд на отдых, использование общественного транспорта), уровень заряда батареи неуклонно снижается.

Кроме того, угрозой для батареи является коррозия решеток, которая постепенно уменьшает токопроводящий слой, одновременно увеличивая значение внутреннего сопротивления. Таким образом, постепенно падает способность аккумулятора к зарядке, электрическая емкость снижается. К сожалению, повреждения, возникающие от воздействия высоких температур, являются необратимыми и, в конечном счете, единственным выходом останется замена.

Прогрессирующая саморазрядка и коррозия решеток, вызванные жаркой погодой, могут проявиться значительно позже, например, только в прохладные осенние дни или зимой, когда требуется больше энергии для запуска двигателя. Поэтому стоит регулярно проверять состояние и заряд аккумуляторной батареи.

Допустимый размер саморазряда

Расход электроэнергии должен составлять минимум при отсутствии неблагоприятных факторов и соблюдении правильных условий. Этот показатель зависит от срока эксплуатации прибора, а также от её типа – традиционного или необслуживаемого. Норма достигается при соблюдении температуры окружающей среды в пределах от +5 до +15°С и отсутствии влажности. При этом батарея должна быть чистой и заряженной до максимума. Величина падения напряжения будет разной для подержанных и новых батарей. Если АКБ эксплуатировался длительное время, то минимальный саморазряд автомобильного аккумулятора составит от 1 до 1,7%. Точное число зависит от срока службы источника питания. Есть вероятность и более быстрой потери ёмкости у очень старых АКБ. В новых батареях уменьшение не должно превышать 1%. То есть, за две недели оно будет в пределах 10%, а в необслуживаемых приборах – до 2%. При нормальных условиях хранения АКБ традиционного типа, работающий не более трёх лет, полностью потеряет напряжение через 100 или 140 дней. Чтобы обеспечить этот уровень и низкий ток саморазряда надо своевременно обслуживать батарею. Необходимо принимать следующие меры:

• поддерживать чистоту;
• доливать дистиллированную или деионизированную воду;
• насухо протирать аккумулятор автомобиля в случае пролива электролита;
• перед отключением заряжать до максимума;
• контролировать уровень напряжения не реже одного раза в месяц во время бездействия.

Потеря ёмкости уменьшается сведением к минимуму негативных факторов и обслуживанием. Также ток саморазряда зависит от типа батареи. АКБ с малосурьмяными или свинцово-кальциевыми сплавами дольше аналогов сохраняют напряжение в идентичных условиях. В период бездействия одним из самых важных можно считать поддержание напряжения, так как его снижение до нуля ведёт к сокращению срока службы аккумулятора автомобиля.

Источник